Paneles solares de tipo N para vida fuera de la red: Opciones de 12 V 175 W y 24 V 200 W

Ya sea que viva en una casa rodante, una cabaña/casa fuera de la red o un barco, puede alimentar todo, desde luces y computadoras hasta refrigeradores y ollas instantáneas, con energía del sol. Hemos estado alimentando nuestra vida en una casa rodante fuera de la red durante más de 12.5 años mientras viajamos, trabajamos y jugamos por todo el continente norteamericano. ¡Diseñar un sistema de energía solar que funcione para su plataforma/hogar, su estilo de vida y sus necesidades de energía es clave para el éxito y la satisfacción con su sistema!

Al construir un sistema, la gente a menudo comienza investigando las opciones de paneles solares. Inmediatamente notará que los voltajes de panel más comunes son 12V y 24V, lo que se refiere al voltaje máximo del sistema para el que está diseñado un solo panel, y este voltaje impacta directamente el rendimiento y la eficiencia del sistema. Con una inmersión más profunda en las especificaciones, encontrará que los paneles vienen en varias potencias y estilos. Más allá, aprenderá que tanto los paneles de 12V como los de 24V se pueden configurar en varias configuraciones y los paneles de techo se pueden combinar con paneles portátiles, ofreciendo diferentes ventajas según cómo planee usarlos.

¡Un momento! ¿Qué significa todo esto? Confíe en nosotros, no está solo si estos términos y especificaciones son francamente confusos. Estuvimos allí hace más de una década… ¡y ahora lo enseñamos! Desglosemos algunos de estos términos y discutamos qué significa el voltaje, a qué se refieren 12V y 24V en los paneles solares, las principales diferencias entre los dos voltajes y para qué se utilizan mejor.

¿Qué considerar al elegir entre paneles solares de 12V y 24V?

Primero que nada… ¿comencemos con el voltaje del panel solar? El voltaje (V) se refiere a la presión eléctrica que se crea cuando el sol ilumina un panel solar y esa energía se envía a través de los cables desde los paneles solares al controlador de carga. El controlador de carga luego regula esa presión, permitiendo que el banco de baterías al otro lado se cargue apropiadamente.

Al observar las especificaciones de los paneles solares, verá 3 tipos clave de voltaje:

• Voltaje del sistema: Se refiere al voltaje "nominal" del sistema, o al voltaje del sistema para el cual está diseñado un panel específico. Una especificación común que verá es "12V" o "24V". Un solo panel solar de 12V solo es compatible con un sistema de batería de 12V (si no hay un controlador de refuerzo), mientras que un solo panel solar de 24V tiene la flexibilidad de funcionar con un sistema de batería de 12V o 24V.
• Voc: Significa Voltaje en Circuito Abierto (también conocido como "Open Circuit Voltage") y se refiere al voltaje máximo que puede producir un panel solar cuando no está conectado a ninguna carga o circuito. Piense en ello como el potencial sin explotar del panel solar, el límite superior absoluto del voltaje que puede generar en condiciones perfectas (de laboratorio).
• Vmp: Significa Voltaje de Máxima Potencia (también conocido como "Optimum Operating Voltage"). Es el voltaje en el que un panel solar genera su máxima potencia de salida cuando el panel solar está conectado a una carga o circuito, y también está operando a máxima eficiencia. Este es el punto óptimo cuando su panel solar está produciendo la mayor cantidad de electricidad posible, y usted está obteniendo el mayor rendimiento por su inversión.

Por ejemplo, el panel solar tipo N de 12V - 175W de Renogy tiene un Vmp de alrededor de 21V, lo que garantiza que un solo panel solar de 175W pueda cargar eficientemente un sistema de batería de 12V. De manera similar, su panel solar tipo N de 24V - 200W tiene un Vmp de alrededor de 31V. Un solo panel solar de 200W puede ser compatible con sistemas de 12V y 24V.

¿Por qué el Vmp es tan alto en comparación con lo que las baterías típicas pueden aceptar? ¡Excelente pregunta! Los paneles están diseñados específicamente para generar un voltaje más alto que el voltaje del sistema para el que están diseñados, de modo que puedan responder a las condiciones atmosféricas cambiantes (por ejemplo, poca luz, ambiente de alta temperatura, nubes pasajeras) y cualquier pérdida de transmisión de energía que ocurra cuando la electricidad de corriente continua (CC) pasa a través de la longitud del cable entre los paneles y el controlador de carga. Como nota al margen, los cargadores solares MPPT utilizan ese voltaje adicional para cargar sus baterías aún más rápido, ¡por eso son mucho más eficientes que los controladores de carga tipo PWM!

A continuación, echemos un vistazo rápido a un par de otros términos que surgirán al investigar paneles solares:

• La amperaje (A), también conocida como amperios, es el flujo de electricidad (o corriente) que atraviesa los cables desde los paneles hasta el controlador de carga. Al combinar paneles, una conexión en serie mantendrá el amperaje igual y aumentará el voltaje del conjunto total. Una conexión en paralelo hace lo contrario. Usando el ejemplo anterior, el panel solar tipo N de 12V - 175W de Renogy genera una corriente operativa óptima (también conocida como Imp, que significa Corriente Instantánea a Máxima Potencia) de 8.38A por panel y el panel solar de 24V - 200W puede generar hasta 6.45A. Si bien casi cualquier controlador de carga Renogy puede manejar 1-2 paneles de este tipo de voltaje, si está construyendo una matriz con 3 o más paneles, querrá considerar cómo la configuración de su matriz* (múltiples paneles conectados entre sí) afectará el tamaño del controlador de carga.
• La potencia (W), también conocida como vatios, es el producto de los voltios por los amperios. Para ser aún más específico con las clasificaciones de paneles solares, es la Potencia de Voltaje Máximo (Vmp) por la Corriente Instantánea a Máxima Potencia (Imp), o Vmp x Imp = W. En general, los vatios se refieren al trabajo total que un panel puede hacer por usted y a menudo se enumeran en el título del producto. Pero no todos los paneles de la misma potencia tienen las mismas dimensiones ni ofrecen la misma eficiencia. ¡Siempre es importante verificar las especificaciones!

¿Cuáles son las ventajas generales de los paneles solares de 12V y 24V?

¿Cómo utilizará sus paneles solares? ¿En qué tipo de vivienda vivirá y qué tipo de electrodomésticos alimentará?

En general, los paneles solares de 12V son los más adecuados para sistemas pequeños como autocaravanas, barcos, sistemas portátiles y cabañas pequeñas. Son ideales para instalaciones con necesidades energéticas mínimas, espacios pequeños con tramos de cable cortos. Por el contrario, los paneles solares de 24V son mejores para sistemas más grandes y que consumen más energía, como instalaciones residenciales, cabañas más grandes fuera de la red y aplicaciones comerciales. Son excelentes para espacios grandes e instalaciones con distancias de cableado más largas o donde la mayor eficiencia es crucial.

*Es importante tener en cuenta que tanto los paneles solares de 12V como los de 24V pueden configurarse en paralelo, en serie o en una combinación de ambos. Diferentes configuraciones (serie, paralelo o combinación) lograrán la misma potencia total del panel, pero afectarán drásticamente el voltaje, el amperaje y, a su vez, el tamaño del cableado, las especificaciones del controlador de carga y el costo. Es importante aprender más sobre las diferentes configuraciones y cómo afectan a su sistema general antes de elegir sus otros componentes.

¿Es mejor 12V o 24V? Aquí hay un vistazo rápido a algunas ventajas para cada voltaje de sistema general:

Ventajas del panel solar de 12V:

• Compatibilidad directa con sistemas de 12V que se utilizan típicamente en autocaravanas, barcos y pequeñas cabañas fuera de la red.
• El voltaje más bajo hace que estos paneles sean más fáciles de cablear y conectar a controladores y baterías, especialmente en configuraciones pequeñas.
• Los paneles de voltaje más bajo son más adecuados para una configuración en serie cuando se conectan muchos.
• Más fácil de coordinar y conectar a otros componentes del sistema solar como controladores e inversores con límites de entrada de voltaje más bajos.

Ventajas del panel solar de 24V:

• Un voltaje más alto significa un amperaje más bajo, lo que resulta en una menor generación de calor y una transferencia de energía más eficiente a largas distancias (es decir, menos pérdida de transmisión).
• Reducción del tamaño del cableado (cables más delgados), lo que le permite ahorrar dinero en los costos generales de material.
• Ideal para sistemas más grandes, ya que se necesitan menos paneles para la misma salida.
• Menor caída de voltaje en tramos de cable más largos, lo que aumenta la eficiencia en configuraciones más grandes.
• Al usar paneles de 24V, ¡asegúrese de que el voltaje de entrada FV máximo del controlador de carga coincida con la salida del panel solar!

Especificaciones del panel solar	Panel tipo N de 12V	Panel tipo N de 24V
Potencia	175W	200W
Voltaje en circuito abierto (Voc)	24.48V	37.44V
Corriente de cortocircuito	8.88A	6.85A
Voltaje óptimo de funcionamiento (Vpm)	20.88V	31.03V
Corriente óptima de funcionamiento	8.38A	6.45A
Voltaje máximo del sistema	600VDC	600VDC
Dimensiones	43.7 x 30.1 x 1.2 pulgadas 1110 x 764 x 30 mm	49.7 x 30.1 x 1.2 pulgadas 1262 x 764 x 30 mm
Peso	21.2 libras 9.6 kg	23.4 libras 10.6 kg

¿Qué son los paneles solares tipo N?

Los paneles solares tipo N tienen una composición química diferente a los paneles solares tipo P (PERC) más comunes, lo que los hace cargados negativamente, de ahí tipo N. Estas celdas solares alcanzan una eficiencia del 25%, lo que es un 2.5% mayor que las celdas tipo P tradicionales. El diseño de 16 barras colectoras de las celdas tipo N maximiza la conversión de energía y reduce la posibilidad de microrroturas a través de una mejor distribución del calor. Además, las celdas tipo N no son tan susceptibles a la degradación inducida por la luz solar como las tipo P, lo que contribuye a su longevidad. Con la misma potencia de salida, estos paneles pueden ser entre un 4 y un 7.5% más pequeños y un 4 y un 11.7% más ligeros. Si bien a primera vista estas mejoras no son muy significativas, definitivamente se suman rápidamente. Son un poco más caros de fabricar, lo que explica la diferencia de precio.

Panel solar tipo N de 12V - 175W

• Perfecto para furgonetas Clase B* y vehículos recreativos más pequeños: 3.9% más pequeño, 4% más ligero.
• Ideal para propietarios de cabañas, cobertizos, soláriums e invernaderos de 12V.
• Ideal para uso marino (catamaranes, veleros, etc.).

Características clave:

• 25% de eficiencia con celdas tipo N para mayor rendimiento y durabilidad.
• Baja pérdida por temperatura y alta resistencia al calor para climas cálidos.
• Construido para durar con un diseño resistente a la corrosión y protector de esquina.
• ≤1% de pérdida de potencia en el primer año y 80% de rendimiento durante 25 años.

Panel solar tipo N de 24V - 200W

• Perfecto para furgonetas Clase B* y vehículos recreativos más pequeños: 7.5% más pequeño, 11.7% más ligero.
• Ideal para propietarios con energía solar en el tejado.
• Ideal para uso marino (barcos más grandes, etc.).

Características clave:

• 25% de eficiencia con celdas tipo N para mayor rendimiento y durabilidad.
• Panel único compatible con sistemas de 12V y 24V para un uso versátil.
• Baja pérdida por temperatura y alta resistencia al calor para climas cálidos.
• ≤1% de pérdida de potencia en el primer año y 80% de rendimiento durante 25 años.

*Estos paneles tipo N de Renogy son algunas de las celdas más eficientes del mercado, y tienen la forma perfecta para adaptarse a la mayoría de las furgonetas Clase B. ¡Una situación en la que todos ganan para aquellos de nosotros que vivimos en espacios pequeños!

¿Qué factores considerar al elegir el tamaño de su sistema?

Calcule el tamaño del sistema y los requisitos de energía: Los sistemas más pequeños o aquellos con bajas necesidades de energía pueden funcionar mejor con paneles de 12V, mientras que los sistemas más grandes requieren 24V para una mayor eficiencia, especialmente aquellos con tramos de cable más largos.

Si solo planea encender luces, ventiladores, cargar su computadora portátil y teléfono inteligente, y un par de pequeños electrodomésticos de cocina en su furgoneta o casa rodante pequeña, un sistema de 12V es perfecto. Pero, si desea usar muchos de los tipos de electrodomésticos que se encuentran en una casa tradicional, un sistema de 24V (o incluso 48V) le será de gran utilidad.

Para el mayor beneficio de costo-espacio, aquí hay una buena regla general que usan los ingenieros para determinar la mejor configuración de voltaje para su sistema.

Si la capacidad total de su conjunto solar es:

• < 1000W entonces 12V es bueno
• > 1000W y < 2000W entonces 24V es mejor
• > 2000W entonces 48V es lo mejor

Nota: Si aún no ha realizado una auditoría energética para determinar sus necesidades de energía, calculado el tamaño de su sistema y seleccionado los componentes que necesita, descargue nuestra completa Hoja de trabajo para el dimensionamiento del sistema solar que usamos al impartir nuestros seminarios RV Solar 01. La hoja de trabajo le ayudará a construir un sistema y a crear un orden organizado para todos los componentes, cableado, accesorios y soportes que necesitará.

Nota: La unidad de longitud del cable en la tabla es en pies.

Seleccione el cableado para la mejor eficiencia y seguridad: Si está construyendo un sistema más grande para una casa o una caravana muy grande, los sistemas de 24V ofrecen menores pérdidas de transmisión, lo que los hace mejores para configuraciones de larga distancia o necesidades de alta potencia.

Cuanto mayor sea su demanda de energía y más potentes sean sus electrodomésticos, mayor será el amperaje que deberá fluir a través del cableado, especialmente si producen calor (por ejemplo, secadores de pelo, cafeteras, calentadores de espacio, ollas instantáneas) o frío (por ejemplo, aires acondicionados y refrigeradores). Cuanto mayor sea el amperaje, mayor deberá ser el calibre (grosor) del cable por seguridad, y, como era de esperar, el cableado de mayor calibre es más caro. Pero, si aumenta el voltaje de su sistema, puede disminuir el amperaje que fluye por los cables, aumentar la eficiencia de su sistema al reducir la pérdida de transmisión, garantizar la seguridad general y reducir el calibre del cable, y, en última instancia, disminuir el costo total de un sistema de energía solar. ¡Definitivamente una situación en la que todos ganan!

Paneles Solares	12V	24V
Uso Ideal	Casas rodantes, Barcos, Sistemas portátiles, Cabañas pequeñas fuera de la red	Residencial, Casas grandes fuera de la red, Comercial
Recomendación de tamaño del sistema	≤ 1000W de Solar	≥ 1000W de Solar
Cableado / Eficiencia	Ideal para tramos de cable más cortos	Ideal para tramos de cable más largos
Voltaje de la batería	12V para un rendimiento óptimo*	24V para un rendimiento óptimo*
Al actualizar	Asegúrese de la compatibilidad del controlador de carga y la entrada de voltaje FV máximo / la compatibilidad de entrada de potencia FV máxima	Los controladores de carga de 24V suelen poder manejar paneles adicionales, pero aun así asegúrese de la compatibilidad del controlador de carga y la entrada de voltaje FV máximo / la compatibilidad de entrada de potencia FV máxima
Expansión futura	Más consideraciones al expandir: tamaño del cable, compatibilidad de componentes, tamaños de fusibles, etc.	Más fácil de escalar para sistemas más grandes.

*Dado que los controladores de carga con MPPT tienen un rango de voltaje más amplio, pueden manejar mejor el trabajo con paneles solares y bancos de baterías de diferentes voltajes.

Verifique el voltaje del banco de baterías para la compatibilidad: ¿Puedo conectar un panel de 24V a una batería de 12V? En resumen, sí, siempre y cuando el controlador de carga pueda manejar el voltaje adicional; pero asegurarse de que el voltaje de salida del panel solar coincida con el voltaje de entrada del sistema de batería proporcionará un rendimiento óptimo.

La misma configuración en serie-paralelo que discutimos con los paneles solares se puede aplicar a las baterías. Conecte las baterías en serie para aumentar el voltaje, manteniendo la capacidad de Ah igual; o organícelas en paralelo para aumentar la capacidad de Ah y mantener el voltaje igual.

Todas las baterías de plomo ácido inundadas y de plomo ácido sólido (Gel o AGM) se pueden conectar en paralelo o en serie. Algunas baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) solo se pueden conectar en paralelo, mientras que las más modernas como la serie Core de Renogy están diseñadas para conexiones en serie o en paralelo. Si bien la mayoría de las casas rodantes y furgonetas vienen equipadas con baterías de plomo ácido, las baterías LiFePO4 cambian las reglas del juego, ya que ofrecen casi el doble de la capacidad útil de vatios-hora de cualquier batería de plomo ácido, se cargan más rápido, son más ligeras y más pequeñas, lo que le permite aumentar en gran medida la capacidad de su banco de baterías en el mismo espacio. Algunas baterías LiFePO4 también ofrecen Bluetooth para monitoreo inalámbrico y funciones de autocalentamiento para aventuras en climas fríos.

Garantice la compatibilidad del inversor

El objetivo de un sistema de mayor voltaje es poder hacer funcionar electrodomésticos de CA de mayor potencia sin sobrecargar todo el sistema. Para ello, es necesario conectar un inversor al banco de baterías. Es importante que el voltaje del banco de baterías coincida con un inversor que pueda manejar ese mismo voltaje. En pocas palabras, si tiene un sistema de 12 V, necesita un inversor de 12 V; un sistema de 24 V requiere un inversor de 24 V. O, si tiene un banco de baterías de 24 V, necesita instalar un convertidor reductor para que sea compatible con un inversor de 12 V.

¿Actualizar un sistema existente? Si está reacondicionando un sistema antiguo, asegúrese de calcular el Voc (voltaje de circuito abierto) total, el Isc (corriente de cortocircuito) total y la potencia total (vatios) de su nueva matriz solar y compare estas especificaciones con el voltaje de entrada fotovoltaica máximo, el amperaje y la potencia de su controlador de carga existente para garantizar su compatibilidad. Si no puede manejar adecuadamente las nuevas especificaciones, le recomendamos reemplazarlo con un controlador de carga MPPT Rover para una máxima eficiencia de carga.

¿Planificar una futura expansión? Todos los sistemas de energía solar son escalables, pero si trabaja con 12 V, debe prestar mucha atención al tamaño del cable, la compatibilidad de los componentes y los fusibles. Si tiene planes de construir un sistema mucho más grande más adelante, los paneles de 24 V pueden ser más escalables a largo plazo. Todo depende de cuánto planee expandirse. Tenga en cuenta estas recomendaciones:

Si la capacidad total de su panel solar es:

• < 1000W entonces12V es bueno
• > 1000W y < 2000W entonces24V es mejor
• > 2000W entonces 48V es lo mejor

Aunque sabemos que esto es mucho para asimilar, especialmente si es nuevo en la energía solar. Tenga en cuenta lo siguiente al decidir si 12V o 24V es adecuado para usted:

• Los paneles de 12V son ideales para sistemas pequeños y de baja potencia, mientras que los paneles de 24V son más eficientes para sistemas más grandes y para aquellas familias con mayores necesidades de energía.
• La elección de 12V sobre 24V depende del tamaño general de su sistema, las demandas de energía y la necesidad de una futura expansión.
• Si busca simplicidad y bajos costos iniciales, elija 12V. Si necesita eficiencia y tiene mayores requisitos de energía, 24V es la mejor opción.

En 2012, Shari Galiardi y David Hutchison dejaron atrás sus carreras y un cómodo hogar en Carolina del Norte para viajar con la caravana antigua que restauraron con cariño, equiparon con energía solar y llamaron "Hamlet". Lo que comenzó como un breve descanso de sus carreras y responsabilidades se convirtió rápidamente en un romance con la vida en la carretera. Han aprovechado sus antecedentes en educación superior, su deseo de aprendizaje continuo y su sed de viajes de aventura para escribir, fotografiar, producir videos y dar charlas por todo el país. Conocidos por sus amigos simplemente como Shari & Hutch, puede obtener más información sobre sus aventuras a tiempo completo con energía solar en su sitio web freedominacan.com. O sígalos en Facebook, Instagram y YouTube como "Freedom in a Can, LLC". Use nuestro código de promoción CANLIFE para ahorrar dinero en componentes Renogy en renogy.com.